第六屆藍(lán)橋杯單片機(jī)決賽試題.pdf

1 4 準(zhǔn)考 證號 工位號 注意 只填寫準(zhǔn)考證號和工位號 否則試卷作廢 密 封 線 2015年年 藍(lán)橋藍(lán)橋杯杯 第第六六屆屆全國全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽大賽個人賽個人賽 電子類電子類 決賽決賽單片機(jī)單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)設(shè)計(jì)與開發(fā)項(xiàng)目項(xiàng)目 競賽時間 5 小時 題 號 一 二 三 總分 配 分 10 分 30 分 60 分 100 分 得 分 智能物料傳送系統(tǒng)智能物料傳送系統(tǒng) 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書 功能簡述功能簡述 智能物料傳送系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)貨物類型判斷 過載監(jiān)測 緊急停止和系統(tǒng)參數(shù)存儲記錄等 功能 系統(tǒng)硬件部分主要由按鍵電路 顯示電路 數(shù)據(jù)存儲電路 傳感器檢測電路及單片機(jī) 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)框圖如圖 1 所示 圖 1 系統(tǒng)框圖 I2C 總線驅(qū)動程序 CT107D 單片機(jī)考試平臺電路原理圖以及本題所涉及到的芯片數(shù)據(jù) 手冊 可參考計(jì)算機(jī)上的電子文檔 原理圖文件 程序流程圖及相關(guān)工程文件請以考生號命 名 并保存在計(jì)算機(jī)上的考生文件夾中 文件夾名為考生準(zhǔn)考證號 文件夾位于 Windows 桌面上 過載空載監(jiān)測 單片機(jī) 按鍵輸入 傳送控制 數(shù)碼管顯示 數(shù)據(jù)存儲 貨物類型檢測 2 4 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1 過載監(jiān)測過載監(jiān)測與貨物類型識別與貨物類型識別 1 1 空載空載 過載監(jiān)測過載監(jiān)測 使用電位器 RB2輸出電壓 Vo模擬壓力變送器輸出 設(shè)備實(shí)時采集電位器輸出電壓 完成貨物空載 過載監(jiān)測功能 1 1 1 當(dāng) 0 Vo 1V 時 判斷為空載 L1 點(diǎn)亮 1 1 2 當(dāng) 1 Vo 4V 時 判斷為非空載 貨物被填裝到傳送起始位置 L2 點(diǎn)亮 1 1 3 當(dāng) Vo 4V 時 判斷為過載狀態(tài) L3 以 0 5 秒為間隔閃爍提醒 蜂鳴器報(bào)警 提示 說明說明 空載狀態(tài)下 所有數(shù)碼管熄滅 1 2 貨物類型判斷貨物類型判斷 貨物被填裝到傳送起始位置后 系統(tǒng)啟動超聲波測距功能 完成貨物類型判斷 數(shù) 碼管顯示界面如圖 2 所示 1 2 1 當(dāng)超聲探頭與貨物之間的距離小于等于 30cm 時判斷為 I 類貨物 1 2 2 當(dāng)超聲探頭與貨物之間的距離大于 30cm時判斷為 II 類貨物 1 1 8 8 8 8 3 3 2 2 8 8 8 8 2 2 界面編號 熄滅 距離 32cm 熄滅 II 類貨物 圖 2 數(shù)碼管顯示界面 1 貨物類型顯示 說明說明 1 貨物類型顯示格式 I 類貨物 數(shù)字 1 II 類貨物 數(shù)字 2 2 A3 草稿紙短邊接近 30cm 可用于驗(yàn)證測距結(jié)果 2 貨物傳送貨物傳送 在非空載 非過載的前提下 通過按鍵控制繼電器吸合 啟動貨物傳送過程 并通 過數(shù)碼管實(shí)時顯示剩余的傳送時間 倒計(jì)時結(jié)束后 繼電器自動斷開 完成本次傳 送過程 數(shù)碼管顯示格式如圖 3 所示 2 2 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 0 0 1 1 界面編號 熄滅 剩余傳送時間 1 秒 圖 3 數(shù)碼管顯示界面 2 剩余傳送時間顯示 說明說明 繼電器吸合時 指示燈 L10 點(diǎn)亮 斷開時 L10 熄滅 3 按鍵功能描述按鍵功能描述 3 1 按鍵 S4 定義為 啟動傳送 按鍵 按鍵按下后 啟動貨物傳送過程 說明說明 按鍵 S4 在空載 過載 傳送過程中無效 3 2 按鍵 S5 定義為 緊急停止 按鍵 按鍵按下后 繼電器立即斷開 指示燈 L4 以 0 5 秒為間隔閃爍 剩余傳送時間計(jì)時停止 再次按下 S5 傳送過程恢復(fù) 3 4 L4 熄滅 恢復(fù)倒計(jì)時功能 繼電器吸合 直到本次傳送完成 說明說明 按鍵 S5 僅在傳送過程中有效 3 3 按鍵 S6 定義為 設(shè)置 按鍵 按下 S6 按鍵 調(diào)整 I 類貨物傳送時間 再次按 下 S6 按鍵 調(diào)整 II 類貨物傳送時間 第三次按下 S6 保存調(diào)整后的傳送時間 到 E2PROM 并關(guān)閉數(shù)碼管顯示 設(shè)置過程中數(shù)碼管顯示界面如圖 4 所示 3 3 8 8 8 8 0 0 2 2 8 8 0 0 4 4 界面編號 熄滅 I類 傳送時間 2 秒 熄滅 II 類 傳送時間 4 秒 圖 4 數(shù)碼管顯示界面 3 傳送時間設(shè)置界面 說明說明 1 貨物傳送時間可設(shè)定范圍為 1 10 秒 通過按鍵 S7 調(diào)整 2 設(shè)置 按鍵 S6 調(diào)整 按鍵 S7 僅在空載狀態(tài)下有效 3 通過按鍵 S6 切換選擇到不同貨物類型的傳送時間時 顯示該類貨物傳送 時間的數(shù)碼管閃爍 4 數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲 I II 類型貨物的傳送時間在設(shè)置完成后需要保存到 E2PROM 中 設(shè)備重新上電后 能夠恢復(fù)最近一次的傳送時間配置信息 5 上電上電初始化狀態(tài)初始化狀態(tài)與工作流程與工作流程說明說明 5 1 I 類設(shè)備默認(rèn)傳送時間為 2 秒 II 類設(shè)備為 4 秒 5 2 最終作品提交前 將 RB2 輸出電壓調(diào)整到最小值 確保設(shè)備處于空載狀態(tài) 6 其它其它 建立一個準(zhǔn)考證號命名的 txt 文檔 寫出作品設(shè)定的單片機(jī)內(nèi)部振蕩器頻率 7 電路原理圖電路原理圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 假定設(shè)備使用壓力感應(yīng)電阻 RFS完成過載監(jiān)測功能 壓力變化與壓力感應(yīng)電阻阻值 之間的關(guān)系如圖 5 所示 使用簡單阻容元器件 三極管 運(yùn)算放大器等設(shè)計(jì)電路 當(dāng)貨物重量小于 1000g 時 電路驅(qū)動繼電器吸合 否則繼電器斷開 設(shè)計(jì)電路原理 圖并說明電路工作原理 圖 5 壓力 電阻值關(guān)系曲線 4 4 項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱 得分得分 評卷人評卷人 電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì) 一一 電路電路原理圖原理圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求 使用Protel 99se或 Altium Designer Summer09軟件設(shè)計(jì)電路原理圖 標(biāo)明元器件參數(shù) 說明電路工作原理 原理圖文件保存在考生文件夾中 文件夾以考生的準(zhǔn) 考證號命名 項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱 得分得分 評卷人評卷人 程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 二二 程序編寫及程序編寫及流程圖繪制流程圖繪制 1 畫出程序流程圖 保存在考生文件夾中 2 按照設(shè)計(jì)要求完成程序設(shè)計(jì)任務(wù) 并將工程文件保存在考生文件夾中 項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱 得分得分 評卷人評卷人 硬件調(diào)試硬件調(diào)試 三三 軟軟 硬件統(tǒng)調(diào)硬件統(tǒng)調(diào) 將編譯通過的程序下載到單片